高考化学二轮专题复习 专题八 化学反应速率和化学平衡课件-人教版高三全册化学课件

1、专题八化学反应速率和化学平衡第二单元高频考点探究命题考向追踪教师备用习题 PART 1考纲展示1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率()。2.了解反应活化能的概念。了解催化剂的重大作用。3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4.掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,能用相关理论解释其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究 领域中的重要作用。高频考点探究【核心透析】 考点一化学反应速率及其影响因素2.外界因素对化学反

2、应速率的影响及规律方向相同,程度不一定相同(1)当其他条件相同时,增大反应物浓度时,v正增大,v逆瞬间不变,随后也增大。(2)压强对反应速率的影响(有气体参加的化学反应)恒温时,压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。恒温时,对于恒容密闭容器a.充入气体反应物总压强增大气体反应物浓度增大反应速率加快。b.充入“惰性”气体总压强增大气体反应物浓度未改变反应速率不变。恒温恒压时充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。(3)升高温度,v正和v逆都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大;降低温度,v正和v逆都减小,但吸热反应方向的反应速率减小的程度大。(4)使用催化剂,能同等程

3、度地改变正、逆反应速率。【典例探究】答案 30.06.010-2AC变式 (1)在一定温度下向1 L恒容密闭容器中充入2 mol正丁烷:C4H10(g,正丁烷) C2H4(g)+C2H6(g),经过10 min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。010 min内乙烯的生成速率v(C2H4)为molL-1min-1。 (2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图8-1(a)所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图(b)所示:分析可知X为(写化学式),0t1时间段的温度为,0t1时间段用SO2 表示的化学反应速率为。 总反应的化学方程式为。 图8-1 外界条件

4、对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向一致,但影响程度不一定相同。正是由于影响程度不同,才引起化学平衡的移动。特别提醒【核心透析】 考点二化学平衡判断、移动及应用2.平衡移动方向的判断(1)依勒夏特列原理判断。(2)根据图像中正、逆反应速率相对大小判断:若v正v逆,则平衡向正反应方向移动;反之向逆反应方向移动。(3)依变化过程中速率变化的性质判断:若平衡移动过程中,正反应速率增大(减小),则平衡向逆(正)反应方向移动。(4)依浓度商(Qc)规则判断:若某温度下QcK,反应向逆反应方向进行。A.混合气体的密度不变B.反应容器中二甲醚的百分含量不变C.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计

5、量数之比D.混合气体的压强不变(2)在2.0 L密闭容器中放入1 mol CO与2 mol H2,在反应温度T1时进行反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H0,反应时间(t)与容器内气体总物质的量(n)的数据见下表:时间t/min0123456总物质的量n/mol3.02.72.52.32.12.02.0在05 min时段,反应速率v(CH3OH)为;有利于提高上述反应平衡转化率的条件是。 A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压计算温度T1时反应的平衡常数K1=;T1时达平衡后,改变反应温度为T2,平衡常数增大,则T2(填“大于”“小于”)T1,判断理由是。 答案 (

6、1)MBD (2)0.05 molL-1min-1D4小于平衡常数增大,说明平衡正向移动,反应正方向放热,故温度降低 解析 (1)由于反应是放热反应,升温平衡逆向移动,甲烷的体积分数随着温度升高而增大,故能正确反映反应中CH4的体积分数随温度变化的曲线是M。容器恒容且反应体系均为气体,故混合气体的密度始终不变,A错误;当反应容器中二甲醚的百分含量不变时,说明相同时间内生成与消耗的二甲醚相等,达到平衡,B正确;反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比,任何时候均成立,C错误;混合气体的压强不变,说明气体物质的量不再变化,又该反应前后气体分子总数不等,D正确。【核心透析】 考点三化

7、学反应速率及化学平衡相关的计算【典例探究】考查角度一 化学反应速率考查的新宠速率方程容器编号物质的起始浓度 (mol L-1)物质的平衡浓度 (mol L-1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.200.50.35答案 C变式 Bodensteins研究反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),温度为T时,在两个体积均为1 L的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如下表:容器编号起始物质t/min0204060801000.5 mol I2、0.5 mol H2w(HI)/%05068768080 x mol

8、 HIw(HI)/%1009184818080答案 A方法点拨速率方程的理解应用(1)速率方程表示正反应速率同反应物浓度或浓度的指数次方成正比。(2)由速率方程推导平衡常数的过程一般分两步:第一,根据v正=v逆,并将v正、v逆的速率方程表达式带入;第二,将等式中相应量进行移项,表示出该反应的平衡常数表达式。考查角度二 转化率、平衡常数的相关计算答案 (1)大于温度提高,体积不变,总压强提高;NO2二聚为放热反应,温度提高,平衡左移,体系物质的量增加,总压强提高 13.4 (2)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度) 大于1.3变式 (1)光气(COCl2)是一种重要化工原料,

9、常用于聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g) COCl2(g)H 0制备。图8-7为实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:图8-7图8-8答案 (1) 0.15 molL-1min-130升高温度 (2)H20.025 molL-1min-182.4% 【核心透析】 考点四化学反应速率及化学平衡的图像问题探讨图8-9图8-10 图8-11【典例探究】答案 (1)-49.0 kJmol-1反应符合“原子经济性”的原则即原子利用率为100%(绿色化学)(2)不是反应、均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,且催化剂活性降低 (3).B.CO促进反应正向进行,二

10、氧化碳和氢气的量增加,水蒸气的量减少,有利于反应正向进行 变式 在密闭容器中按n(CH3OH)n(CO2)=21投料发生反应2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)H=-15.5 kJmol-1,一定条件下,平衡时CO2的转化率如图8-13所示,则:图8-13答案 (1)v(C)v(B)v(A)(2)K(A)=K(B)K(C)(3)D解题策略 速率、平衡图像题的分析方法(1)认清坐标系,弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合。(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。(3)看清曲线的变化趋势

11、,注意渐变和突变,分清正、逆反应,从而判断反应特点。(4)注意终点。例如,在浓度-时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。(5)先拐先平数值大。例如,在转化率-时间图像上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。(6)定一议二。当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。1.2018天津卷 室温下,向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸,溶液中发生反应C2H5OH+HBr C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分

12、别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是 ()A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5BrC.若反应物均增大至2 mol,则两种反应物平衡转化率之比不变D.若起始温度提高至60 ,可缩短反应达到平衡的时间命题考向追踪【历年动态】答案 D解析 加入NaOH,消耗HBr,平衡逆向移动,乙醇的物质的量增大,A项正确;增大HBr的浓度,平衡正向移动,有利于得到溴乙烷,B项正确;根据反应方程式,两种反应物的消耗量永远相等,则只要起始添加量相同,转化率一定相等,C项正确;根据题目信息,温度提高至60 ,溴乙烷已经汽化,D项错误。2.2017天津卷 常压下羰基化法

13、精炼镍的原理为Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230 时,该反应的平衡常数K=210-5。已知:Ni(CO)4的沸点为42.2 ,固体杂质不参与反应。第一阶段:将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4;第二阶段:将第一阶段反应后的气体分离出来,加热至230 制得高纯镍。下列判断正确的是()A.增加c(CO),平衡向正向移动,反应的平衡常数增大B.第一阶段,在30 和50 两者之间选择反应温度,选50 C.第二阶段,Ni(CO)4分解率较低D.该反应达到平衡时,v生成Ni(CO)4=4v生成(CO)答案 B解析 平衡常数大小只受温度影响,A项错误;温度为50 会使Ni(CO)4挥

14、发,有利于第一阶段反应正向进行,B项正确;230 时逆反应的平衡常数为5104,故第二阶段Ni(CO)4分解率较高,C项错误;达到平衡时,不同物质表示的正、逆反应速率之比等于化学方程式中对应的化学计量数之比,故4v生成Ni(CO)4=v生成(CO),D项错误。3.2018全国卷 CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:(1)CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g)H=-75 kJmol-1C(s)+O2(g) CO2(g)H=-394 kJmol-

15、1C(s)+1/2 O2(g) CO(g)H=-111 kJmol-1该催化重整反应的H=kJmol-1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是(填标号)。 A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为mol2L-2。 (2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:积碳反应CH4(g) =C(s)+2H2(g)消碳反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)H/(kJmol-1)75172活化能/(kJm

16、ol-1)催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断,催化剂X(填“优于”或“劣于”)Y,理由是 。 在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图8-14所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是(填标号)。A.K积、K消均增加B.v积减小、v消增加C.K积减小、K消增加D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大图8-14在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=kp(CH4)p(CO2)-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图8-15所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为。 图8-154.乙炔(CHCH)是重要的化工原料,广泛应用于焊接、燃料电池及有机合成等。(1)乙炔-空气燃料电池是一种碱性(20%30%的KOH溶液)燃料电池。电池放电时,负极的电极反应式为。 (2)科学家利用“组合转化技术”,将乙炔燃烧产物CO2转化成乙烯,反应式为:6H2(g)+2CO2(g) CH2 CH2(g)+4H2O(g)图8-16为温度对CO2平衡转化率、催化剂催化效率的影响。下列说法正确的是(填序号)。 【2019预测】图8